bab iii analisa struktureprints.undip.ac.id/72091/6/bab_3.pdf · specific gravity (gs) : 2,685...
TRANSCRIPT
26
BAB III
ANALISA STRUKTUR
3.1 Data Peninjauan Konstruksi
Data perencanaan kerja proyek pada Simpang Susun Parigi Utara ini meliputi
data-data konstruksi dan data-data tanah. Data tersebut adalah sebagai berikut:
3.1.1 Data Konstruksi
1. Data Struktur Atas:
Bentang jembatan dari abutmen ke pier : 30,8 meter
Lebar Jembatan : 17,8 meter
Lebar Lantai Kendaraan : 16 meter
Tebal Plat Lantai Kendaraan : 0.23 meter (tebal desk slab)
Dan 0,05 meter (tebal aspal)
Jarak Antar Gelagar : 2,3 meter
Lalu Lintas : 2 jalur, 4 lajur
Jenis Konstruksi : beton prategang
2. Data Struktur Bawah:
Tinggi Abutment : 7,7 meter
Panjang Abutment : 17,8 meter
Lebar Abutment : 1.6 meter
Jensi Konstrusi : Beton bertulang
27
3. Data Tanah:
Dry Density (m) : 1,710 gr/cm3 = 1,710 t/m3
Wet Density (m) : 1,976 gr/cm3 = 1,976 t/m3
Sudut Geser ( ) : 350
Specific Gravity (Gs) : 2,685
3.1.2 Ketentuan Umum
1. Spesifikasi muatan beban mati
Sesuai dengan PPPJJR 1987 Bab III Pasal 1
a. baja tuang ........................................................................ 7,85 t/m³
b. besi tuang ........................................................................ 7,25 t/m³
c. alumunium paduan ......................................................... 2,80 t/m³
d. beton bertulang/pratekan ................................................. 2,40 t/m³
e. beton biasa, tumbuk, siklop ........................................... 2,20 t/m³
f. pasangan batu/bata .......................................................... 2,00 t/m³
g. kayu ................................................................................ 1,00 t/m³
h. tanah, pasir, kerikil .......................................................... 2,00 t/m³
i. perkerasan jalan aspal ..................................... 2,00 t/m3-2,50 t/m³
j. air .................................................................................... 1,00 t/m³
2. Spesifikasi Muatan Beban Hidup
Sesuai dengan PPPJJR 1987
3. Spesifikasi Muatan Angin
Sesuai dengan PPPJJR 1987
28
4. Spesifikasi Gaya Rem dan Traksi
Sesuai dengan PPPJJR 1987
5. Kombinasi Pembebanan
Sesuai dengan PPPJJR 1987
6. Spesifikasi Gaya Gempa
Sesuai dengan PPPJJR 1987
3.2 Perhitungan Beban Konstruksi
3.2.1 Menghitung Beban Primer
A. Beban mati
1. Beban Plat Lantai Kendaraan
Gambar 3.1 Plat Lantai Kendaraan
Berat jenis beton (γc) = 2,5 t/m3
Panjang sampai pier jembatan = 30,8 m
Berat lantai kendaraan = Volume x γc
= (0,23 x 17,8 x 30,8) x 2,5
= 315,238 t
0,23 m
17,8 m
29
2. Beban Aspal
Gambar 3.2 Perkerasan Aspal
Berat jenis aspal (γa) = 2,30 t/m3
Panjang sampai pier jembatan = 30,8 m
Berat aspal = Volume x γa
= (16 x 0,05 x 30,8) x 2,3
= 56,672 t
3. Beban Precast Slab
Gambar 3.3 Precast Slab
Berat jenis beton (γc) = 2,5 t/m3
Panjang Precast Slab Sampai Pier = 30,8 m
Luas 1 =
= 0,035 m
2
Luas 2 = 1,75 x 0,05 = 0,088 m2
Berat Precast Slab = Volume x γc x jumlah
= ((0,035+0,088)x 30,8 ) x 2,5x 7
= 66,297 t
0,05 m
16 m
0,05 m
1,75 m
1,71 m
0,02 m
30
2. Beban Girder
Menghitung beban girder berdasarkan pada spesifikasi yang telah ditentukan,
diantaranya adalah:
Tabel 3.1 P.C Segmental Beam
(Sumber: PT. Wijaya Karya)
Tabel 3.1 Tabel Segmenal Beam
Span
m
H
mm
S
mm
h1
mm
h2
mm
h3
mm
h4
mm
h5
mm
h6
mm
A
mm
B
mm
B1
mm
B2
mm
C
mm
Total
segment
Max weight tn
segment total
16 900 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 3 4.5 11
17 900 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 3 4.5 12
18 900 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 3 4.5 13
19 900 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 5 4.5 13
1250 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 5 5 18
20 900 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 5 4.5 13
22 1250 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 5 5 20
25 1250 1850 75 75 100 125 62.5 - 170 350 - - 650 5 5 23
28 1600 1850 125 75 100 125 21 - 180 550 - - 650 5 8 37
30 1600 1850 125 75 100 125 21 - 180 550 - - 650 6 8 41
1700 2300 200 120 250 250 50 40 200 800 600 640 700 5 15.3 65
31 1600 1850 125 75 100 125 21 - 180 550 - - 650 6 8 41
33 1600 1850 125 75 100 125 21 - 180 550 - - 650 6 8 43
35 1600 1850 125 75 100 125 21 - 180 500 - - 650 6 8 43
1700 2000 200 120 250 250 50 40 200 800 600 640 700 7 12.5 74
40 1700 1500 200 120 250 250 50 40 200 800 600 640 700 7 13.6 77
31
Gambar 3.4 Balok Girder Memanjang
Pot A-A Pot B-B
Gambar 3.5 Balok Girder
W = 41 T
Total Beban Girder = W x n
= 41 x 8
= 328 T
L = 30 m 0,4 0,3
0,4
32
3. Beban Plat Lantai
Menghitung beban plat lantai sesuai gambar dibawah:
Gambar 3.6 Plat Lantai
Total Berat Plat lantai = Volume x , γ beton
= (0.23 x 17,8 x 30,8) x 2.5
= 315,238 t
4. Beban Diafragma
Menghitung beban diafragma berdasarkan pada spesifikasi yang telah ditentukan,
diantaranya adalah:
Tabel 3.2 Diaphragm Centre
Span
mm
B4
Mm
H2
Mm
T2
Mm
b1
mm
b2
mm
h1
mm
h2
mm
Weight
Kg
30 1610 1250 150 280 235 120 95 705
(Sumber: PT. Wijaya Karya)
230
23
33
Gambar 3.7 Diafragma Tengah
Jumlah diafragma tengah = 21 buah
W = 705 Kg = 0,705 T
Total Berat Diafragma tengah = 21 x 0,705 =14,805 T
Tabel 3.3 P.C Diaphragm End
Span
M
B4
Mm
H2
Mm
T2
Mm
b1
mm
b2
mm
h1
mm
h2
mm
Weight
Kg
30 2100 1450 400 100 100 40 115 740
(Sumber PT.Wijaya Karya)
b1 = 300
h2 = 120
h1 = 250
H2
= 1
250
B4 = 2100
b2 = 250 T2=200
34
Gambar 3.8 Diafragma Tepi
Jumlah diafragma tepi = 14 buah
W =740 Kg = 0,740 T
Berat diafragma tepi = 14 x 0,740 = 10,36 T
Total berat diafragma = 14,805 + 10,36
= 25,165 T
Berat PC Slab (W1) = 66,297 ton
Berat balok girder (W2) = 328 ton
Beban plat lantai (W3) = 315,238 ton
Berat diafragma (W4) = 25,165 ton
TOTAL = 734,7
Reaksi Pada Abutmen =
= 367,35 ton
B4 = 2100
T2 = 400
H2=1450
35
5. Beban Akibat Berat Sendiri Abutment dan Plat injak
Gambar 3.9 Beban Mati pada Abutment dan Plat injak
Beban mati plat injak
Pi = q x L
= (0.8 x 3.4 x 2.5) x 17,8
= 121,04 T
36
Beban mati akibat berat sendiri Abutment
Tabel 3.4 Gaya Akibat Berat Sendiri Abutment
N0 V1 . c Berat
(Ton)
G1 (6.4 x 1.4 x 17.8) x 2.5 398.72
G2 (1.0 x 3.75 x 17.8) x 2.5 166.875
G3 (½ x 0.6 x 0.6x 17.8) x 2.5 8.01
G4 (0.6 x 1.56 x17.8) x 2.5 41.652
G5 (0.3 x 0.8 x17.8) x 2.5 10.68
Total 625.937
Beban mati akibat wingwall
l
Tabel 3.5 Gaya Akibat wingwall
No Volume x Berat
(Ton)
B1 (2.8 x 2.16 x 17.8) x 2.5 269.136
B2 (½ x 0.6 x 0.6 x 17.8) x 2.5 8.01
B3 (3.7 x 2.87 x 17.8) x 2.5 472.546
Total 749.692
Total beban (M) = 121.04 +625.937 + 749.692
= 1496.669 Ton
37
B. Beban Hidup (H)
1. Beban “D”
Panjang Jembatan Abutment ke Pier = 30,8 m
Lebar Lantai Kendaraan = 16 m
Muatan garis (P) = 12 ton
Berdasarkan PPPJJR 1987, nilai untuk bentang 30 m < L < 60 m adalah:
q = 2,2t/m’ – 1,1 / 60 x (L – 30) t/m’
=2,2t/m’ – 1,1 / 60 x (30,8 – 30) t/m’
=2,185 t/m’
Gambar 3.10 Beban “D”
Beban garis (P) = P / 2.75
= 12 / 2.75
= 4.364 T
Beban merata (q) = q / 2.75
= 2.185 / 2.75
= 0.795 t/m2
q
½ q
½ q ½ P
½ P
P
38
Muatan Merata:
Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan lebih besar dari 5.50 m, beban “D”
sepenuhnya (100%) dibebankan pada lebar jalur 5.50 m sedang lebar selebihnya
dibebani hanya separuh beban “D” (50%). (Sumber PPPJJR 1987 Bab III hal 7).
q = (100 % x q x 5.50) + 2(50% x q x 9.75)
= (100 % x 0.795x 5.50) + 2(50% x 0.795 x 9.75)
= 12.124 t/m'
p = (100 % x P x 5.50) + 2 (50% x P x 9.75)
= (100 % x 4.364 x 5.50) + 2 (50% x 4.364 x 9.75)
= 66.551 ton
Koefisien kejut
K = 1 + l50
20 = 1 +
= 1.25
P = 1.25 x 66.551 = 83.189 T
Gambar 3.11 Beban Hidup D
83.189 12.124
30.8
39
Q = q x L
= 12.124 x 30.8
= 373.4192 T
ΣMB = 0
RAV . L – P . 0,5 . L - Q . 0,5 . L = 0
RAV =
=
=
RAV = 228,306 T
40
C. Beban Akibat Tekanan Tanah
Gambar 3.12 Tekanan Tanah pada Abutment
Data tanah: γ = 1,710 t/m³, φ = 35˚
Menurut rankine, koofisien tekanan tanah:
Ka = tan² (45˚- φ/2)
= tan² (45˚- 35˚/2)
= 0,271
a1 = (0.6 x γ x Ka)
= (0.6 x 1.710 x 0.271)
= 0.278 t/m
41
b = (0.6 + 7.23) x γ x Ka
= (0.6 + 7.23) x 1.710 x 0.271
= 3.629 t/m
Ta1 = a1 x H
= 0.278 x 7.23
= 2.00 T
Ta2 = 0.5 x (b - a1) H
= 0.5 x (3.629 – 0.278) x 7.23
= 12.114 T
42
3.2.2 Menghitung Beban Sekunder
a. Beban Angin (A)
Pengaruh tekanan angin sebesar 150 kg/m2 pada jembatan ditinjau berdasarkan
bekerjanya beban angin horisontal, terbagi rata pada bidang vertikal jembatan,
dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Bidang vertikal beban hidup
ditetapkan sebagai suatu permukaan bidang vertikal yang mempunyai tinggi
menerus sebesar 2 meter diatas lantai kendaraan. Tekanan angin: P= 150 kg/m2=
0,15 T/m2
Gambar 3.13 Skema Pembebanan Angin
0.23
1.2
5
Y1=
2.9
3
2.3
1.4
8
43
1. Gaya Akibat Angin
P1 = A1 . W . 100%
= (2 x 30.8) x 0.15 x 100%
= 9.24 T
P2 = A2 . W . 50%
= ((1.7 + 1.25) x 30.8) x 0.15 x 50%
= 6.815 T
P3 = A3 . W . 25%
= (1.7 x 30.8) x 0.15 x 25%
= 1.964 T
Titik tangkap (Z) =
=
= 2.155 m
2. Mencari RA
ΣMB = 0
P1 . Y1 + P2 . Y2 + P3 . Y3 - RA . 2,3 = 0
RA =
=
= 16.882 T
44
b. Beban Rem dan Traksi
Pengaruh gaya rem yang diperhitungkan senilai atau sebesar 5% dari muatan D
tanpa koefisien kejut yang memenuhi semua jalur lalu lintas yang ada dan dalam
satu jurusan.(Sumber PPPJJR tahun 1987 Bab III pasal 2 Beban Sekunder hal 15)
= 5% x ((P + ( q x l ))
= 5% x ((66.551 + ( 12.124 x 30.8))
= 5% x 439.970
= 21.998 T
45
c. Gaya Akibat Gempa Bumi (Gh)
Lokasi Simpang Susun Parigi Utara, Kota Tangerang Selatan menurut Peta
percepatan gempa maksimum di batuan dasar (SB) Indonesia dalam SNI 03-1726-
2002 yang saat ini berlaku di Indonesia, termasuk daerah gempa 4 dengan koefisien
gempa sebesar 0,20.
Gambar 3.14 Lokasi Proyek pada Pembagian Daerah Gempa
Gh = E x G
Dimana, Gh = gaya gempa pada struktur yang ditinjau
E = muatan mati pada struktur
G = koefisien gempa
Gaya gempa pada beban mati jembatan:
Gh1 = 0.20 x jumlah beban mati
= 0.20 x 367.35 ton
= 73.47 ton
46
Gambar 3.15 Gaya Gempa yang Bekerja pada Abutment
Tabel 3.7 Gaya Gempa yang Bekerja pada Abutment
No Volume x c x G (T)
G1 1.4 x 6.4 x 30.8 x 2.5 x 0,20 137.984
G2 1.0 x 3.75 x 30.8 x 2.5 x 0.20 57.75
G3 ½ x 0.6 x 0.6 x 30.8 x 2.5 x 0.20 2.772
G4 0.6 x 1.56 x 30.8 x 2.5 x 0.20 14.414
G5 0.3 x 0.8 x 30.8 x 2.5 x 0.20 3.696
∑ Gh2 216.616
47
d. Gaya Akibat Gesekan pada Tumpuan Bergerak (Gg)
Gaya yang timbul akibat gesekan pada tumpuan bergerak, terjadi karena adanya
pemuaian dan penyusutan dari jembatan akibat perbedaan suhu. Gaya gesekan
yang timbul ditentukan berdasarkan koefisien gerak pada tumpuan karet dan beton
sebesar (0,15-0,18) diambil 0,18.
Beban mati (M) = 367.35 T
Gaya gesek (Gg) = 0,18 x M
= 0,18 x 367.35
= 66.123 T